Загрязнение атмосферы

Мощность «среднестатистического» человека составляет 150 Вт (мощность яркой электрической лампочки). С помощью только мускульной силы человек никогда не смог бы создать ту грандиозную промышленность, которая сейчас существует на планете.

Овладение огнём явилось первым шагом на пути к увеличению мощности человечества. Дрова и древесный уголь почти 10 тыс. лет верой и правдой служили людям. Они обогревали жилище, помогали готовить пищу, выплавлять металлы, двигать первые паровозы. Каменный уголь стал замещать дрова только со второй половины XIX столетия, ещё позднее начали использовать нефть и газ. Если первая половина XX в. была «эрой угля», то вторая половина — «эрой нефти», а в 2000 г. мир стоял уже на пороге «эры газа».

Всё современное хозяйство построено на использовании энергии угля, нефти и газа — ископаемого топлива, обеспечивающего около 90 % энергетических потребностей человечества.

Экологические проблемы. Загрязнение атмосферы

Основным источником загрязнения приземного слоя атмосферы является сжигание ископаемого топлива для получения тепла или электричества, а также в двигателях автомобилей.

Массу загрязняющих веществ выбрасывают в атмосферу и металлургические предприятия, нефтехимические заводы, предприятия химической промышленности. Практически нет такой отрасли хозяйства, которая не отравляла бы атмосферу.

Для оценки опасности загрязнения воздуха устанавливаются так называемые предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ. Это; показатели, при превышении которых возможны нарушения работы организма человека.

Предельно допустимые концентрации, или сокращённо ПДК, не должны превышаться в атмосфере городов. Однако реально эти нормы в большинстве стран не соблюдаются. Например, в 71 городе России ПДК хотя бы по одному показателю превышены в 10 раз, а в 30 городах зафиксирован наибольший уровень загрязнения.

Только от болезней, связанных с загрязнением воздуха, в мире ежегодно погибает 2,7 млн. человек. В Китае ежегодно от этого умирает более 175 тыс. человек и ещё у 2 млн. возникает хронический бронхит.

Когда стоит безветренная погода, а температура воздуха у поверхности Земли ниже температуры вышележащего слоя воздуха, возникает смог — повышенная концентрация смеси загрязняющих веществ. Именно смог служит причиной многих катастроф, вызывающих смерть и заболевания людей.

Загрязняющие вещества преобразуются в атмосфере под воздействием солнечного излучения и паров воды. Так, например, диоксид серы и оксид азота, соединяясь с водой, образуют мельчайшие капельки серной и азотной кислот. Вместе с осадками они достигают поверхности Земли. Так, во многих районах мира стали выпадать кислотные дожди и снега.

Автомобильное топливо

Основной источник для получения автомобильных топливносмазочных материалов (ТСМ) – нефть. Постоянно растущее число автомобилей «съедает» все больше нефти. Заметим, что в структуре потребления добываемой нефти 25% приходится на автомобильный транспорт.

Нефть — невозобновимый ископаемый природный ресурс, на образование которого природе потребовались сотни миллионов лет. Поэтому важнейшей экологической проблемой является опасность исчерпания нефти при росте производства электроэнергии и числа автомобилей.

Из перегонки нефти получают горюче-смазочные материалы, благодаря которым работают автомобили: бензин, дизельное топливо, керосин.

В двигателях внутреннего сгорания – бензиновых карбюраторных топливом является воздушно – бензиновая смесь, которая приготавливается в карбюраторе и затем принудительно воспламеняется в цилиндрах двигателя.

В двигателях внутреннего сгорания – дизельных топливом является внутреннее смесеобразование топливо (дешевые керосиновые, газойлевые или соляровые фракции прямой перегонки нефти), которое подается непосредственно в цилиндры и самовоспламеняется от сжатого горячего воздуха.

В отличие от бензиновых двигателей, обычно работающих на обогащенной смеси, в которой бензин не может сгореть полностью из-за недостатка кислорода, дизельные двигатели работают на обедненной смеси, что обеспечивает более полное сгорание топлива, приводит к повышению их КПД и уменьшению токсичности выхлопных газов. Главный недостаток дизельных двигателей — их металлоемкость, ограничивающая их установку на легковых автомобилях.

Природный газ - отличное топливо для машин, как вследствие его дешевизны, так и из-за значительного уменьшения загрязнения окружающей среды при его использовании.

Газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси и уменьшению выброса токсичных веществ. Кроме того, такое топливо не смывает смазку цилиндров и тем самым почти в 1,5 раза продлевает жизнь автомобильного двигателя.

Природный газ в качестве автомобильного топлива может использоваться либо в сжатом, либо в сжиженном состоянии.

Во всех автомобилестроительных странах ведется поиск заменителей топлив нефтяного происхождения. Такие топлива получили название альтернативных. Основное сырье для альтернативных моторных топлив — биомасса и природный газ.

Самый распространенный способ получения моторных топлив из растительного сырья — биомассы — является ферментация (брожение), в результате чего получаются спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавки к бензину, но и в чистом виде.

Однако, по данным английских исследователей, использование метанола в качестве горючего для ДВС создает серьезные проблемы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха токсичным метилнитритом, содержащимся в отработанных газах.

Более приемлем с точки зрения охраны природной среды этанол, или этиловый спирт. Его производству особое внимание уделяют в странах, где климатические условия позволяют выращивать сахарсодержащую биомассу в больших количествах. Особенно перспективен для производства этанола сахарный тростник - наиболее быстрорастущая высокоурожайная сельскохозяйственная культура с максимальным содержанием сахара. В настоящее время 20%-я добавка спирта в бензин рассматривается как наиболее эффективная с технико-экономической точки зрения, поскольку в этом случае не нужны модификация или дополнительная регулировка двигателя. Больше всего автомобилей, работающих на бензине с этанолом, в Бразилии, где принята специальная национальная программа по производству этанола.

Топливо спиртовое (на биооснове) — это один из эффективных путей снижения загрязнения воздуха от автотранспорта. В ряде зарубежных стран довольно успешно ведутся поиски альтернативных жидких видов топлива (на биооснове), Так, в Бразилии с 1975 г. налажено производство синтетического спиртового топлива, получаемого из сахарного тростника и маниоки. Это позволяет резко уменьшить выбросы вредных веществ автотранспортом в окружающую среду. Уже в 1990 г. в Бразилии автомобили, работающие на спиртовом топливе, обеспечивали 88% всех пассажирских и грузовых перевозок в стране. В США разработана методика получения спиртового топлива из кукурузы и морских водорослей; во Франции проходит опытная эксплуатация автобусов с новым видом топлива, в которое добавляют 50% рапсового масла.

Что содержат выхлопные газы автомобиля

Оксид углерода СО (угарный газ). Ядовитый газ без цвета и запаха. При вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из нее кислород, в результате наступает кислородное голодание, сказывающееся на центральной нервной системе.

Сернистый газ SО2 с парами воды образует аэрозоли сернистой кислоты, а затем и серной кислоты.

Альдегиды относятся к отравляющим веществам, поражающим внутренние органы человека.

Канцерогенные вещества очень опасны для человека, так накапливаются в организме человека.

Свинцовые соединения – яды, поражающие органы и ткани организма человека.

Сажа. Окрашенность дыма отработанных газов двигателя зависит от содержания частиц сажи – чем больше сажи, тем чернее дым. Как любая мелкая пыль, сажа действует на органы дыхания, но главная опасность заключается в том, что на поверхности частиц сажи адсорбируются канцерогенные вещества.